【摘要】：聚集誘導發(fā)光(aggregation-induced emission,AIE)效應自被發(fā)現(xiàn)以來一直受到人們的關注,在許多領域都有極大的應用價值,生物探針就是其中之一。四苯乙烯(TPE)因為其結構簡單、易于合成、容易修飾等原因,是人們研究最多的AIE化合物。此前,我們課題組已經證明,TPE雙鍵在激發(fā)態(tài)下自由旋轉受阻對AIE效應起到關鍵作用,基于此,本論文合成了一系列的順式TPE季銨鹽和偕式TPE季銨鹽,用于DNA檢測,大大提高了對DNA的檢測靈敏度。同時發(fā)現(xiàn),相比于偕式TPE季銨鹽,順式TPE季銨鹽具有更高的檢測靈敏度,這是第一次運用限制TPE雙鍵自由旋轉的機制來提高探針檢測靈敏度。此外,還用CD、CPL等手段探討了這些季銨鹽與DNA結合發(fā)射熒光的機理。(1)本論文設計合成了一系列的順式和偕式TPE季銨鹽,并且通過核磁、熔點測定、紅外光譜、高分辨質譜等方法對這些TPE季銨鹽以及中間產物進行了表征。熒光測試表明這些TPE季銨鹽均是典型的AIE化合物。除此之外,還通過X射線單晶衍射的方法確定了合成得到的TPE季銨鹽8e為順式位結構。(2)用合成的這一系列TPE季銨鹽分別檢測了魚精DNA、小牛胸腺DNA以及人工合成的30nt、20nt、10nt DNA,發(fā)現(xiàn)順式TPE季銨鹽比偕式TPE季銨鹽具有更高的檢測靈敏度。對魚精DNA的檢測限可以達到64 pM(1.3 ng/mL),文獻報道過的最低檢測限為20 ng/mL。對小牛胸腺DNA的檢測限可以達到1.6 ng/mL,對30nt DNA,20nt DNA,10nt DNA的檢測限分別可以達到32 pM(0.3 ng/mL),75 pM(0.5 ng/mL)和387 pM(1.2 ng/mL)。(3)做了一系列實驗對TPE季銨鹽發(fā)光機理進行了研究。在與對苯二甲酸二鈉作用時,順式TPE季銨鹽比偕式TPE季銨鹽顯示出更強的熒光增強效果。用小牛胸腺DNA可以誘導出順式TPE季銨鹽8a、8b、8c、cis-8e、8f、8g的雙CD信號峰,只能誘導出偕式TPE季銨鹽9、10的單CD信號峰,不能誘導出偕式TPE季銨鹽35的任何CD信號,論證順式TPE季銨鹽相比偕式TPE季銨鹽剛性更強,容易被誘導出單一方向的螺旋結構。更值得一提的是,順式季銨鹽8b和8c與小牛胸腺DNA作用后的溶液制備出的薄膜都具有很強的CPL信號,偕式季銨鹽9和10不顯示出CPL信號。以上結果都證明TPE季銨鹽雙鍵旋轉受阻有利于增強熒光發(fā)射。
【圖文】：

HPS 在不同比例的乙腈/H2O 混合溶液中的熒光照片以及 HP烯（TPE）也是一個典型的 AIE 分子，它擁有螺旋槳構型，分并且容易進行修飾，是研究最廣泛的 AIE 分子。TPE 的作用機行解釋，它分子內的四個苯環(huán)分別通過 C-C 單鍵與乙烯相連，環(huán)可以自由旋轉，，熒光減弱，在聚集狀態(tài)時，四個苯環(huán)因為空間而且由于螺旋槳結構的原因，阻礙了分子間的 π-π 堆積，發(fā)出強 等人驗證了該機理可靠性[31]。Zheng 等人合成了 1，2，3，4 四物分別用不同個數(shù)的剛性短鏈進行橋連，進行橋連后，可以限現(xiàn)，化合物 2，3，4 在固體狀態(tài)和 H2O/THF（體積比 95/5）中，以熒光素為標準物，測試了各化合物在 THF 以及 H2O/THF（子產率，在 THF 中的相對熒光量子產率分別為 0%、24%、49%95/5）中的相對熒光量子產率分別為 2%、22%、51%、80%。

E 分子的 RIR 機理示意圖以及 THBA 分子的 RIV 機理示意圖。 化合物在生物探針領域的研究進展及應用聚集誘導發(fā)光效應被發(fā)現(xiàn)以來，AIE熒光材料被廣泛應用到化學生、OLED 等眾多領域中，生物探針也是其中一個熱點和前沿領域。探針，AIE 探針具有它獨特的優(yōu)勢。根據(jù) AIE 的作用機理，人們設各樣的點亮型熒光探針，在實際檢測過程中，該類型探針可以提供更加準確的信號，并且可以大大提高檢測限。而且，由于 AIE 探針背景很低，所以在使用 AIE 探針進行檢測時無需洗滌，這不但可以少被檢測物的損失。同時，因為在檢測時形成的大部分 AIE 聚集體性，所以 AIE 探針還可以用來進行長時間的追蹤檢測[33]。鳥嘌呤（G）堿基單元的重復單鏈 DNA（ssDNA）序列可以形成非
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q523;O657.3

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本文編號：2685771